Робочий аркуш «Теплообмінники (LMTD)» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Теплообмінники (LMTD)»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Новий робочий аркушТренуватися онлайн з підказками

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
довжинаT135 °C65 °C40 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 135 до 65 °C, а холодний нагрівається з 30 до 40 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 135 → 65 °CTc: 30 → 40 °C
ΔTlm = K
2.Легка
довжинаT95 °C60 °C15 °C25 °CΔT₁ΔT₂прямотечія

У прямотечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується від 95 до 60 °C, а холодний нагрівається від 15 до 25 °C. Знайдіть середньологарифмічний температурний напір ΔTlm.

Th: 95 → 60 °CTc: 15 → 25 °C
ΔTlm = K
3.Середня
довжинаT100 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 100 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (1 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 10 до 40 °C. Коефіцієнт теплопередачі 3000 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 100 °Cṁ = 1 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 40 °CU = 3000 W/(m²·K)
A = m²
4.Середня
довжинаT95 °C55 °C80 °C20 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 280 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 95 до 55 °C, а холодний нагрівається від 20 до 80 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,88, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 280 kWF = 0,88U = 300 W/(m²·K)Th: 95 → 55 °CTc: 20 → 80 °C
A = m²
5.Складна
довжинаT85 °C??15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику обидва потоки мають однакову повну теплоємність ṁ·cp = 1,5 kW/K. Гарячий потік входить при 85 °C, а холодний при 15 °C. Теплообмінник має A = 4 m² і U = 300 W/(m²·K). Знайдіть температуру гарячого потоку на виході Th,out.

Ch = Cc = 1,5 kW/KTh,in = 85 °CTc,in = 15 °CA = 4 m²U = 300 W/(m²·K)
Th,out = °C
6.Складна
довжинаT115 °C45 °C56,87 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Гаряча олива (2 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) охолоджується з 115 до 45 °C у протитечійному теплообміннику. Вона нагріває 2 kg/s води (cp = 4,18 kJ/(kg·K)), що входить при 15 °C. При U = 500 W/(m²·K) знайдіть потрібну площу теплообміну A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 115 → 45 °Cṁc = 2 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 500 W/(m²·K)
A = m²

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 60,09 K
  2. 2. ΔTlm = 54,43 K
  3. 3. A = 0,5649 m²
  4. 4. A = 44,93 m²
  5. 5. Th,out = 53,89 °C
  6. 6. A = 16,46 m²

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.